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狮子座爆发异常射线,有史以来最亮,专家称一个世界已消失

宇宙印象 深度科普栏目第480期 今年早些时候,狮子座附近发出的一缕神秘的光实际上是有史以来最明亮的伽马暴,由极强的恒星爆炸引发。4月27日,包括美国国家航空航天局(NASA)的Swift卫星在内的几颗卫星和费米伽玛射线太空望远镜观测到了一次异常明亮的伽马爆。研究人员说,这次爆炸释放出高能粒子,以光速传播。丹麦哥本哈根大学尼尔斯玻尔学院的天体物理学家Daniele Malesani称,这次的伽玛暴极其明亮,像一个怪物,也是Swift卫星观测到的最强伽玛暴之一。

伽马暴或GRB,是宇宙中最强的爆炸,往往标志着一颗大质量恒星的毁灭。爆炸前的恒星看不见,但是恒星演化成超新星,发生爆炸会产生伽玛暴。伽马暴通常很短但非常明亮,预示着一个恒星世界已消失。然而,地面上望远镜很难观测到它们,因为地球大气层会吸收伽马射线。年初发现的极其明亮的伽马爆,正式被命名为GRB 130472a,发生爆炸的这颗恒星位于距地球36亿光年的星系中。虽然距离很遥远,但这不到曾经观测到过的伽玛暴的距离的一半。

这次伽玛暴使天文学家首次确定伽玛暴和超新星爆炸可以同时发生,英国莱斯特大学的天文学家认为,通常伽玛暴因距离地球太远,观测到时通常信号很弱。然而这次伽玛暴距地球很近,意味着可以接收到很强的信号。这种情况,我们并没遇到过。伽马射线爆发产生的喷流是由一颗大质量恒星自身坍塌并在其中心形成一个黑洞而形成的。这使恒星膨胀成超新星发生爆炸。在研究了此次伽玛暴之后,科学家们确定,产生伽玛暴的恒星大小是太阳的三到四倍,但质量是太阳质量的20到30倍,这颗恒星之前已经在快速旋转。

伽玛暴是怎么样引起恒星内部核外部冲击波的,尚不清楚。虽然科学家们对伽玛暴有了更清晰的认识,但这个问题仍没解决。例如,空间望远镜探测到的光子和高能伽马射线比理论模型预测的伽马爆要多的多。研究人员正在研究为什么GRB 130472a的能量级与现有的伽玛射线暴模型的预测不匹配,他们的结果可能会使关于粒子加速理论更加精细,这也有助于天文学家更好地预测宇宙事件的“行为”。

这次伽玛暴的爆炸物质接近光速运动,使得我们可以观察相对论性粒子。这是在实验室中不可能做到的,所以连科学家都真的不知道它会发生什么,这是模型中未知的主要假设之一,这些观测对模型提出了挑战。

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